Forschungsfragen auf den Gebieten der mathematischen Grundlagen, der mathematischen Modellierung in den Lebenswissenschaften, der theoretischen Chemie und der theoretischen Physik sind essentiell wichtig für die Weiterentwicklung der Grundlagenforschung an der Fakultät. Die Forschungsgebiete der Professuren, die in diesen Bereichen arbeiten, sind sehr vielfältig, sie lassen sich grob und näherungsweise beschrieben durch Stichworte wie Gravitationsphysik (J. Kunz), partielle Differentialgleichungen (D. Grieser, M. Langenbruch, H. Uecker), statistische Physik und komplexe Systeme (B. Blasius, A. Engel, U. Feudel, E. Stanev), computerorientierte Chemie bzw. Physik (A. Hartmann, Th. Klüner, Th. Müller), Fluid-Dynamik und Turbulenz (J. Peinke, J.-O. Wolff) sowie quantenmechanische Vielteilchensysteme (M. Holthaus). In Kürze wird eine Kompensationsprofessur der Physik zur Vernetzung theoretischer und experimenteller Forschung im Schwerpunkt Nano- und Energieforschung ausgeschrieben und besetzt.

Die hier entwickelten Konzepte und Modellierungsansätze sind Grundlagenforschung, können aber auch die Basis für die Arbeit der anderen Gruppen darstellen. Die Professuren sind in vielfältiger Weise mit den Schwerpunkten der Fakultät und mit nationalen sowie internationalen Kooperationspartnern vernetzt. Insbesondere sind ihre Beiträge zu den beiden Hauptforschungsschwerpunkten unverzichtbar, denn insbesondere Forschungskooperationen zwischen experimentell und theoretisch arbeitenden Gruppen sind in der Lage, erfolgreiche Anträge für große koordinierte Forschungsprojekte mit internationaler Ausstrahlung zu stellen.

Theoretische Arbeitsgruppen tragen z.B. zu dem GRK 1620 "Models of Gravity", zu dem GRK 1885 "Molekulare Basis sensorischer Biologie", zum MWK geförderten Verbundprojekt "SmartNord - intelligente Netze Norddeutschland", zum Erasmus Mundus Joint Doctorate "International Relativistc Astrophysics", zum geplanten SFB Antrag im Bereich "Biodiversität im terrestrisch-marinen Gradienten (BEFMate)", und zum DFG Schwerpunktprogramm 1613 "Regenerativ erzeugte Brennstoffe durch lichtgetriebene Wasserspaltung: Aufklärung der Elementarprozesse und Umsetzungsperspektiven auf technologische Konzepte" auf vielfältige Weise bei. Theoretische Professuren der Fakultät V sind entsprechend an Oldenburger wissenschaftlichen Zentren wie ForWind und dem "Center of Interface Science (CIS)" wesentlich beteiligt. Die internationale Vernetzung dieser Arbeitsgruppen wird deutlich durch vielzählige Kooperationen und mehrere erfolgreichen Nominierungen von Humboldt-Forschungspreisträgern, die dann jeweils zu längeren Kooperationsaufenthalten an der Universität Oldenburg weilten und weilen.

Vieler dieser Professuren nutzen für ihre Forschungsarbeiten in hohem Maße den High-Performance Rechencluster in der Serviceeinrichtung „Wissenschaftliches Rechnen“. Diese Professuren sind auf die ihren speziellen Bedürfnissen angepasste lokale Verfügbarkeit solcher großer Rechenleistung notwendig angewiesen.

Der Forschungsschwerpunkt in diesem Bereich liegt auf stochastischen Modellen und dem Risikomanagement für Banken und Versicherungen. Seit 2010 besteht im Rahmen des Schwerpunkts TELIS (Transnational Economics and Law in the Information Society) in der Fakultät II (Department Wirtschaftswissenschaften) eine enge Kooperation zwischen A. May, D. Pfeifer, J. Prokop und M. Trautwein zum Thema Risikomanagement, u.a. mit dem EU-EFRE Projekt für einen Executive Master Risikomanagement für Finanzdienstleister. Dieser wurde 2013 akkreditiert; die zweite Kohorte von Studierenden hat ihr Studium bereits aufgenommen. Die Etablierung eines Zentrums für Statistik als Forschungs- und Serviceeinheit für die Fakultät V im Zusammenhang mit der Neuberufung der Statistik Professur wird angestrebt.

Als eigenständiger Forschungsbereich ist die Kryptographie noch relativ jung. Zum Ausbau des Bereiches wurde von F. Heß und A. Stein ein Antrag auf ein Stipendienprogramm beim MWK gestellt: "Explizite Methoden in Kryptographie, Zahlentheorie, und Computeralgebra", in Kooperation mit Institut für Physik, Eike Best (Universität Oldenburg, Department Informatik), Bremen, Groningen, Hannover und Emden-Leer im Umfang von ca. 10 Promotionsstipendien für Oldenburg. Eine Juniorprofessur wird in diesem Bereich 2014 besetzt. Eine mögliche Heisenberg-Professur würde den Bereich deutlich verstärken.